细胞生物学重点.docx
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细胞生物学重点
第三章细胞生物学研究方法
一、光学显微镜技术
光学显微镜的组成:
光学放大系统(目镜、物镜);照明系统(光源、折光镜、聚光镜);机械和支架系统。
光学显微镜的性能参数:
分辨率:
区分开两个质点间的最小距离;放大倍数:
人眼的分辩力/显微镜的分辩力。
荧光显微镜技术:
光镜水平对特异蛋白质等生物大分子定性定位的最有力的工具
免疫荧光技术、荧光素直接标记技术
激光共焦点扫描显微镜技术:
在研究亚细胞结构和组分等方面的应用越来越广泛
相差显微镜技术(PCM):
相差显微镜的样品不需染色,可以观察活细胞,甚至研究细胞核、线粒体等的动态。
微分干涉显微镜技术(DIC显微镜):
又称Nomarski相差显微镜,其优点是能显示结构的三维立体投影影像。
与相差显微镜相比,其标本可略厚一点,折射率差别更大,故影像的立体感更强。
适于研究活细胞中较大的细胞器。
倒置显微镜:
组成和普通显微镜一样,只是物镜与照明系统颠倒,前者在载物台之下,后者在载物台之上,用于观察培养的活细胞,具有相差物镜。
二、电子显微镜:
电子显微镜的高分辩率:
电子束光源,波长一般小于0.1nm,分辨率可达0.2nm。
有效放大倍数:
0.2mm/0.2nm=106;分辨本领:
电镜处于最佳状态下的分辨率。
电子显微镜的基本构造:
电子束照明系统(电子枪、聚光镜);成像系统(物镜、中间镜、投影镜);真空系统;记录系统。
主要电镜制样技术介绍:
超薄切片(ultrathinsection)技术、固定、包埋、切片、染色;负染色(negativestaining)技术;冷冻断裂或冷冻蚀刻(freezeetching)技术;扫描电镜(scanningelectronmicroscope,SEM)
STM与EM、FIM的各项性能指标比较
三、细胞组分的分析方法
3.1用超速离心技术分离细胞器与生物大分子及其复合物
1)差速离心:
细胞器沉降的顺序:
核、线粒体、溶酶体、过氧化物酶体、内质网、高尔基体、核糖体;2)密度梯度离心
密度梯度离心的分类:
a)速度沉降、b)等密度沉降平衡
3.2细胞内核酸、蛋白质、酶、糖类与脂质的显示方法
1)核酸的显示方法:
孚尔根(Feulgen)反应;甲基绿-派若宁反应:
可同时显示细胞内的DNA和RNA、甲基绿与细胞核中的DNA结合呈蓝绿色、派若宁与核仁及胞质内的RNA结合呈红色。
2)酶的显示方法:
酸性磷酸酶;碱性磷酸酶:
格莫瑞(Gomori)方法检测
3)糖类的显示方法
过碘酸-席夫反应:
常用于显示细胞、组织内的多糖和蛋白多糖的方法
基本原理:
糖被强氧化剂过碘酸(HIO4)氧化后,形成2-醛基;后者与Schiff试剂中的无色品红-亚硫酸复合物结合,形成紫红色反应产物,PAS反应阳性部位即表示多糖的存在。
4)脂质的显示方法:
脂肪与类脂;标本用甲醛固定、冷冻切片;脂溶性染料:
油红、苏丹Ⅲ、苏内Ⅵ、苏丹黑B、尼罗蓝;饿酸固定兼染色,脂类呈黑色
3.3免疫细胞化学
特异蛋白抗原的定位与定性:
1)免疫荧光技术、2)免疫电镜技术
3.4原位杂交技术:
用标记的核酸探针通过分子杂交确定特殊核苷酸序列在染色体上或在细胞中位置的方法。
3.5放射自显影技术
◆即利用放射性标记技术研究生物大分子在细胞内的合成动态
◆利用放射性同位素的电离辐射对乳胶(含AgBr或AgCl)的感光作用,对细胞内生物大分子进行定性、定位与半定量研究的一种细胞化学技术。
3.6定量细胞化学分析技术
测定某个细胞或细胞群体中某些蛋白质或核酸等生物大分子含量的技术。
包括显微分光光度测定技术、流式细胞仪技术
3.7单克隆抗体技术
单克隆抗体技术的最主要优点是可以用不纯的抗原分子大量制备纯一的单克隆抗体。
第四章细胞膜与细胞表面
1、细胞质膜Cell(plasma)membrane:
包围在细胞表面的一层极薄的膜,基本作用是保持细胞内微环境的相对稳定,并参与同外界环境进行物质交换、能量和信息传递。
2、细胞膜的功能:
提供相对稳定的内环境;选择性的物质运输;提供细胞识别位点,完成细胞内外信息跨膜传递;为多种酶提供结合位点,使酶促反应高效而有序的进行;介导细胞与细胞、细胞与基质之间的连接;质膜参与形成具有不同功能的细胞表面特化结构
3、细胞膜的结构模型:
1972年S.J.Singer&G.Nicolson根据免疫荧光技术、冰冻蚀刻技术的研究结果,提出了“流动镶嵌模型”。
4、膜结构是由膜脂(膜的基本骨架)和膜蛋白(膜功能的主要体现者)共同构成。
5、膜脂的成分
◆双亲媒性(amphipathic):
膜脂分子都有一个亲水末端(极性端)和一个疏水末端(非极性端)
◆使生物膜具有屏障作用,大多数水溶性物质不能自由通过,只允许亲脂性物质通过。
◆三类:
磷脂、胆固醇、糖脂
5、膜蛋白(membraneprotein):
膜功能的主要体现者。
根据膜蛋白与脂分子的结合方式,可分为:
外在膜蛋白(extrinsicprotein)或膜周边蛋白(peripheralprotein);内在膜蛋白(integralprotein)或称整合膜蛋白
7、膜蛋白的功能
功能蛋白
示例
作用方式
运输蛋白
Na+K泵
主动将Na+泵出细胞,K+泵入细胞
连接蛋白
整合素
将细胞内肌动蛋白与细胞外基质蛋白相连
受体蛋白
血小板生长因子(PDGF)受体
同细胞外的PDGF结合、在细胞质内产生信号,引起细胞的生长与分裂
酶
腺苷酸环化酶
在细胞外信号作用下,导致细胞内cAMP产生
8、膜的流动性
8.1、膜脂的流动:
膜脂分子的侧向运动;脂肪酸链越短,不饱和程度越高,膜脂的流动性越大
8.2、膜蛋白的流动:
荧光抗体免疫标记实验:
抗鼠细胞膜蛋白的荧光抗体(绿色荧光)、抗人细胞膜蛋白的荧光抗体(红色荧光)、灭活的仙台病毒;成斑现象(patching);成帽现象(capping)
8.3、光脱色恢复技术:
用荧光素标记膜蛋白或膜脂,然后用激光束照射细胞表面某一区域,使被照射区的荧光淬灭变暗。
由于膜的流动性,淬灭区域的亮度逐渐增加,然后逐渐恢复到与周围的荧光强度相等。
根据荧光恢复的速度可推算出膜蛋白与膜脂扩散速度(cm2/s)。
9、膜的不对称性
9.1、细胞膜的不对称性
Ø膜的主要成分是蛋白、脂和糖,膜的不对称性主要是指上述成分分布的不对称以及这些分子在方向上的不对称。
9.2、膜脂不对称性
Ø指细胞质膜脂双层中各种成分不是均匀分布的,包括种类和数量的不均匀。
Ø膜脂的不对称性表现在脂双层中分布的各类脂的比例不同,各种细胞的膜脂不对称性差异很大。
9.3膜蛋白的不对称性
Ø包括外周蛋白分布的不对称以及整合蛋白内外两侧氨基酸残基数目的不对称
Ø每种膜蛋白在膜中都有特定的排布方向,与其功能相适应,这是膜蛋白不对称性的主要因素。
9.4膜糖的不对称性
Ø膜糖以糖蛋白或糖脂的形式存在,无论是糖蛋白还是糖脂的糖基都是位于膜的外表面。
细胞膜不对称性的意义:
膜脂、膜蛋白及膜糖分布的不对称性导致了膜功能的不对称性和方向性。
从而保证了生命活动的高度有序性。
10、细胞连接概述:
细胞与细胞、细胞与环境之间的相互作用主要是通过细胞表面进行的,是发挥细胞识别、细胞粘着、细胞连接、细胞通讯等功能的基础。
10.1细胞连接:
细胞与细胞间或细胞与细胞外基质间的连结结构;是多细胞有机体中相邻细胞之间通过细胞质膜相互联系,协同作用的重要基础。
10.2细胞连接:
细胞间的联系结构,是细胞质膜局部区域特化形成的,在结构上包括膜特化部分、质膜下的胞质部分及质膜外细胞间的部分。
两个细胞通过细胞表面的特化结构,或特化区域连接起来。
特化区域涉及细胞外基质蛋白、跨膜蛋白、胞质溶胶蛋白、细胞骨架蛋白。
10.3细胞连接的类型
Ø封闭连接:
是指通过细胞间的连接作用将相邻细胞的质膜密切的连接在一起达到完全封闭细胞间隙的目的。
分紧密连接和间壁连接。
Ø锚定连接:
也称斑块连接,通过细胞质膜内侧的斑块(plaque)将细胞与细胞、细胞与细胞外基质同细胞骨架连接起来的细胞连接方式
–桥粒:
细胞通过中间纤维锚定到细胞骨架上的粘着连接方式。
通过钙粘着蛋白将两个相邻细胞结合起来
–半桥粒:
跨膜糖蛋白的细胞内结构与细胞外基质相连
–粘着斑:
若是细胞同细胞外基质相连,称为粘着斑
–粘着带:
涉及相邻两细胞间的连接,称为粘着带
Ø通讯连接:
一种特殊的细胞连接方式,位于特化的具有细胞间通讯作用的细胞上。
动物细胞的通讯连接为间隙连接和化学突触,而植物细胞的通讯连接则是胞间连丝。
–间隙连接:
动物细胞中通过连接子进行的细胞间连接
–化学突触:
存在于可兴奋细胞间的一种连接方式,其作用是通过释放神经递质来传导兴奋。
神经细胞与神经细胞之间以及神经细胞与肌细胞之间的接触部位。
–胞间连丝:
相邻植物细胞质膜穿越细胞壁连接以实现细胞间通讯。
10.4
第五章物质的跨膜运输与信号传递
1、物质的跨膜运输:
被动运输(简单扩散、协助扩散)、主动运输、膜泡运输(胞吞作用、胞吐作用)。
简单扩散、协助扩散、主动运输机理比较
运输方式
简单运输
协助扩散
主动运输
定义
疏水的小分子或小的不带电荷的极性分子以简单扩散的方式跨膜转运。
各种极性分子和无机离子,沿着其浓度梯度或电化学梯度减小的方向进行跨膜转运。
由载体蛋白介导的物质逆浓度梯度或电化学梯度,由浓度低的一侧向高浓度的一侧进行跨膜转运的方式。
特点
顺浓度梯度(或电化学梯度)扩散;不需要提供能量;没有膜蛋白的协助
比自由扩散转运速率高;运输速率同物质浓度成非线性关系;具有特异性、饱和性
逆浓度梯度(逆化学梯度)运输;
需要能量;
都有载体蛋白的参与
膜蛋白参与
无
载体蛋白、通道蛋白
载体蛋白
能量供应
无
无
ATP直接提供能量(ATP驱动的泵通过水解ATP获得能量)ATP间接提供能量(协同运输中的离子梯度动力)
光能驱动(光驱动的泵利用光能运输物质,见于细菌)
2、膜泡运输:
原核生物、真核细胞通过内吞作用和外排作用完成大分子与颗粒性物质的跨膜运输。
在转运过程中,质膜内陷,形成包围细胞外物质的囊泡,因此又称膜泡运输。
有吞噬作用、胞饮作用、穿胞运动、外排作用。
细胞的内吞和外排活动总称为吞排作用。
3、钠钾泵:
由α和β两个亚基组成;Na+-K+ATP酶;分布于动物细胞的质膜;通过磷酸化和去磷酸化过程发生构象的变化,导致与Na+、K+的亲和力发生变化。
4、钠钾泵的工作原理:
在膜内侧Na+与酶结合,激活ATP酶活性,使ATP分解,酶被磷酸化,构象发生变化,于是与Na+结合的部位转向膜外侧;这种磷酸化的酶对Na+的亲和力低,对K+的亲和力高,因而在膜外侧释放Na+、而与K+结合。
K+与磷酸化酶结合后促使酶去磷酸化,酶的构象恢复原状,于是与K+结合的部位转向膜内侧,K+与酶的亲和力降低,使K+在膜内被释放,而又与Na+结合。
其总的结果是每一循环消耗一个ATP;转运出三个Na+,转进两个K+。
5、质子泵可以分为三种类型:
P-type:
利用ATP自磷酸化发生构象的改变来转移质子,如植物细胞膜上的H+泵、动物胃表皮细胞的H+-K+泵(分泌胃酸);V-type:
存在于各类小泡(vacuole)膜上,水解ATP产生能量,不发生自磷酸化;F-type:
由许多亚基构成的管状结构,利用质子动力势合成ATP,也叫H+-ATP酶。
6、细胞通讯:
一个细胞发出的信息通过介质传递到另一个细胞产生相应的反应,细胞间通讯对于多细胞生物体的发生和组织的构建,协调细胞的功能,控制细胞的生长和分裂是必须的。
7、第二信使学说:
胞外化学物质(第一信使)不能进入细胞,它作用于细胞表面受体,而导致产生胞内第二信使,从而激发一系列生化反应,最后产生一定的生理效应,第二信使的降解使其信号作用终止。
8、细胞通讯3种方式:
A、细胞通过分泌化学信号进行细胞间通讯B、细胞间接触依赖性的通讯,指细胞间直接接触,通过与质膜结合的信号分子影响其他细胞C、细胞间间隙连接通过交换小分子来实现代谢耦联或电耦联。
细胞通讯通过分泌化学信号作用方式:
内分泌、旁分泌、自分泌、化学突触。
第六章细胞质基质与细胞内膜系统
一、细胞质基质:
在真核细胞的细胞质中,除去可分辩的细胞器以外的胶状物质。
功能:
1在细胞的物质代谢中起重要作用2与细胞骨架功能密切相关3蛋白质的修饰4控制蛋白质寿命5降解变性和错误折叠的蛋白质6帮助变性或错误折叠的蛋白质重新折叠,形成正常的分子构象
二、细胞内膜系统(真核细胞特有)
1细胞内膜系统分为:
细胞器中有界膜的细胞器和不具界膜的细胞器(核糖体、中心粒、微管、微丝和中间纤维等)
2.蛋白质的分选途径
Ø蛋白质的合成一般起始于胞液中的核糖体上,其后它们的命运决定于其氨基酸序列
Ø在氨基酸序列中包含有分选信号的,则被引导到胞液外的相应部位
Ø大部分蛋白质没有分选信号的则保留在胞液中作为“永久”的成分
3.蛋白质的运输途径
Ø控制运输或孔门运输:
蛋白质在胞液和核之间的运输
Ø跨膜运输:
蛋白质运入内质网腔或进入线粒体等
Ø小泡运输:
内质网到高尔基体等
4信号序列的功能:
决定蛋白质的正确运输方向。
5分选信号的类型:
信号肽和信号斑
三、内质网
类型:
糙面内质网:
表面分布大量核糖体,合成分泌性的蛋白和膜蛋白。
光面内质网:
分支管状,形成立体结构,表面没有核糖体,合成脂质是出芽的位点。
2.内质网的功能1蛋白质合成、加工修饰和转运2脂类的合成3糖类代谢4解毒作用5Ca2+离子的调节作用
✓信号肽,位于新合成肽链的N端,由16-30个氨基酸残基组成,含有6-15个连续排列的带正电荷的非极性氨基酸片段。
同时是引导肽链进入内质网腔的一段序列,又称开始转移序列。
✓信号肽假说:
分泌性蛋白N端序列作为信号肽,指导分泌性蛋白到内质网膜上合成,然后在信号肽引导下蛋白质边合成边通过易位子蛋白复合体进入内质网腔,在蛋白质合成结束之前信号肽被切除。
3.蛋白质转入内质网合成的过程:
信号肽与SRP(信号识别颗粒)结合→肽链延伸终止→SRP与受体结合→SRP脱离信号肽→肽链在内质网上继续合成,同时信号肽引导新生肽链进入内质网腔→信号肽切除→肽链延伸至终止。
这种肽链边合成边向内质网腔转移的方式,称为协同翻译的转移。
4.糖基化的作用:
使蛋白质能够抵抗消化酶的作用;赋予蛋白质传导信号的功能;某些蛋白只有在糖基化之后才能正确折叠。
四、高尔基体
1高尔基体的形态结构:
数个扁平囊泡堆在一起,呈弓形或半球形,有高度极性。
顺面(形成面)膜囊:
靠近内质网的一面,是高尔基体的入口区域。
中间膜囊:
多数糖基修饰,糖脂的行成以及与高尔基有关的糖的合成部位。
反面(成熟面)膜囊:
靠近细胞质膜的一面,是出口区,参与蛋白质的分类与包装,最后输出。
2高尔基体的功能:
参与细胞的分泌活动,将内质网合成的多种蛋白质进行加工、分类与包装,并分门别类地运送到细胞的特定部位或分泌到细胞外。
是细胞内大分子物质运输的一个枢纽。
对蛋白质的作用:
1蛋白质的运输2蛋白质从顺面向反面网络的运输3蛋白质的糖基化及其修饰4蛋白质的水解和其他加工过程
五、溶酶体
.1溶酶体:
是动物细胞中一种膜结构的细胞器,含有多种水解酶类,在细胞内起消化和保护作用,可与吞噬泡或胞饮泡结合,消化和利用其中的物质。
2.植物溶酶体
a圆球体:
是植物细胞中由一层单位膜包裹的含有细微结构的球形颗粒,含酸性水解酶,相当于动物细胞的溶酶体。
b液泡:
植物中由膜包裹的总体积的90%的结构。
含有多种水解酶类,具有与动物细胞溶酶体酶类似的功能。
3.溶酶体的类型:
初级溶酶体(仅含水解酶)、次级溶酶体(分自噬性和异噬性含水解酶和相应底物)、后溶酶体和内体(不含溶酶体酶)。
4.溶酶体的功能:
吞噬作用、自噬作用、自溶作用、细胞外的消化作用。
六、过氧化物酶体:
是一种具有异质性的单层膜细胞器,普遍存在于动物和植物细胞中
过氧化物酶体的功能:
使毒性物质失活、脂肪酸的氧化。
第七章线粒体和叶绿体
1、线粒体的概述
由两层膜包被,外膜平滑,内膜向内折叠形成嵴,两层膜之间有腔,线粒体中央是基质;
基质内含有与三羧酸循环所需的全部酶类;
内膜上具有呼吸链酶系及ATP酶复合体;
线粒体是细胞内氧化磷酸化和形成ATP的主要场所,有细胞“动力工厂”(powerplant)之称;
线粒体有自身的DNA和遗传体系,但线粒体基因组的基因数量有限,因此,线粒体只是一种半自主性的细胞器。
2、线粒体的结构:
外膜、内膜、膜间隙、基质。
3、线粒体的化学组分:
蛋白质、脂质、水分
4、线粒体的功能:
线粒体的主要功能是进行氧化磷酸化,合成ATP,为细胞生命活动提供直接能量;线粒体是真核生物氧化代谢的部位,是糖、脂肪和氨基酸最终氧化放能的场所,最终氧化的共同途径是三羧酸循环和呼吸链的氧化磷酸化
5、氧化过程的三个阶段:
(1)糖氧化成丙酮酸;葡萄糖进入细胞后经过一系列酶的催化反应,最后生成丙酮酸的过程,此过程在细胞质中进行,是不耗能的过程
(2)丙酮酸进入线粒体,在基质中脱羧生成乙酰CoA(3)乙酰CoA进入三羧酸循环,彻底氧化
6、电子传递链:
在三羧酸循环中,乙酰CoA氧化释放的大部分能量都储存在辅酶(NADH和FADH2)分子中。
细胞利用线粒体内膜中一系列的电子载体(呼吸链),伴随着逐步电子传递,将NADH或FADH2进行氧化,逐步收集释放的自由能最后用于ATP的合成,将能量储存在ATP的高能磷酸键的过程体系。
7、递氢体和递电子体:
(1)辅酶:
辅酶ⅠNAD+辅酶ⅡNADP+
(2)黄素蛋白①黄素单核苷酸(FMN)②黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)(3)铁硫蛋白①2Fe-2S②4Fe-4S③单个铁与半胱氨酸残基上的巯基硫相连相连(4)泛琨(辅酶Q)(5)细胞色素体系
8电子传递链:
在线粒体内膜上电子载体相互关联地有序排列,称为电子传递链或呼吸链。
9、目前普遍认为细胞内有两条典型的呼吸链:
NADH呼吸链和FADH2呼吸链。
10、电子载体:
在电子传递过程中与释放的电子结合并将电子传递下去的物质称为电子载体。
电子载体有四种:
黄素蛋白、细胞色素、铁硫蛋白、辅酶Q。
在以上四类电子载体中,除了辅酶Q外,接受和提供电子的氧化还原中心都是与蛋白相连的辅基
11、标准氧化还原电位的值越小,提供电子的能力越强。
12、呼吸链的组成:
复合物Ⅰ(NADH脱氢酶或NADH-CoQ还原酶复合物),功能是催化一对电子从NADH传递给CoQ,一对电子从复合物Ⅰ传递时伴随着4个质子被传递到膜间隙、复合物Ⅱ(琥珀酸脱氢酶或琥珀酸-CoQ酶复合物)功能是将琥珀酸的电子经FAD传给CoQ,复合物Ⅱ传递电子时不伴随氢的传递、复合物Ⅲ(CoQH2-细胞色素c还原酶复合物),功能是催化电子从辅酶Q向细胞色素c传递,并且每传递一对电子,同时传递4个H+到膜间隙、复合物Ⅳ(细胞色素c氧化酶)其功能是将电子从细胞色素c传递给O2分子,生成H2O;每传递一对电子,要从线粒体基质中摄取4个质子,其中两个质子用于水的形成,另两个质子被跨膜转运到膜间隙。
13由于线粒体中需要经呼吸链氧化和电子传递的主要是NADH,而FADH2较少,可将呼吸链分为主、次呼吸链。
主呼吸链由复合物Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ构成,从NADH来的电子依次经过这三个复合物,进行传递;次呼吸链由复合物Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ构成,来自FADH2的电子不经过复合物Ⅰ。
14、氧化磷酸化:
当电子从NADH或FADH2经呼吸链传递给氧形成水时,同时伴有ADP磷酸化形成ATP,这一过程即氧化磷酸化。
15、递氢体:
组成呼吸链的成员中除了电子载体外,有些还具有将氢质子跨膜传递到膜间隙的作用,将能够传递氢质子的复合物称为递氢体,或称递质子体。
16、在呼吸链的四个复合物中,复合物Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ既是电子载体,又是递氢体;复合物Ⅱ只是电子载体,而不是递氢体。
17、氧化磷酸化偶联机理
(1)化学渗透假说:
在电子传递过程中,伴随着质子从线粒体内膜基质侧向膜间隙转移,形成跨膜的电化学质子梯度,这种势能(质子动力势)驱动H+穿过内膜上的ATP合成酶流回基质,其能量促使ADP和Pi合成ATP。
(2)化学渗透假说的基础:
①线粒体膜结构的完整性保证在内膜两侧形成质子动力势②定向的化学反应,H+由膜间隙通过内膜上的ATP合成酶进入基质,其能量促使ADP和Pi合成ATP。
18、叶绿体的结构:
被摸、类囊体、基质。
三种膜:
外膜,内膜,类囊体膜
19、反应中心色素:
由一种特殊状态的叶绿素a分子组成(P700和P680)。
它们既是光能的捕捉器,又是光能的转换器,具有光化学活性,可将光能转换成电能。
PSⅡ:
反应中心色素P680、聚光复合体和放氧复合体。
PSⅠ:
反应中心色素P700、聚光复合体和电子受体
20、光合作用主要过程:
(1)原初反应,又称光吸收,指叶绿素分子从被光激发至引起第一个光化学反应为止的过程,包括光能的吸收、传递和转换
(2)电子传递和光合磷酸化(3)碳同化。
将光反应所产生的ATP和NADPH中的活跃的化学能,转换为贮存在糖类中稳定的化学能的过程卡尔文循环,C4途径,景天酸代谢途径
21、电子是如何从PSⅡ传递到PSⅠ的?
PSⅡ中电子从水传递给PQH2(一种脂溶性的分子),PQH2在脂双层中通过扩散,将电子传递给细胞色素bf复合物,同时将氢质子释放到类囊体的腔;细胞色素bf复合物接受电子后,经Cytb6→FeS→Cytf,再传递给另一个可动的水溶性的电子载体质体蓝素(一种含铜的蛋白,位于类囊体膜的腔面),然后再传递给PSⅠ的P700+
22、非循环式电子传递—“Z”型路线:
(1)电子从水开始,经PSⅡ、PQ、PC、cytbf、PSⅠ、Fd,最后传递给NADP+
(2)电子从PSⅡ的P680传递给PQ,生成PQH2(3)水光解释放的电子经Mn传递给PSⅡ的P680+(4)电子从PQH2经复合物bf传递给质体蓝素(PC),即电子从PSⅡ传递给PSⅠ(5)电子经P700+传递给铁氧还蛋白(Fd),最后在铁氧还蛋白-NADP+还原酶的作用下,电子被NADP+接收。
23、循环式电子传递:
被传递的电子经PSⅠ传递给铁氧还蛋白(Fd)之后,不是进一步传递给NADP+,而是重新传递给细胞色素bf复合物,再经PC又回到PSⅠ,形成了闭路循环。
24、光合磷酸化:
在光合作用的光反应中,除了将一部分光能转移到NADPH中暂时储存外,还要利用另外一部分光能合成ATP,将光合作用与ADP的磷酸化偶联起来,这一过程称为光合磷酸化。
光合磷酸化过程可分为两个阶段,一是质子动力势的建立(光合电子传递)二是ATP的合成
25、类囊体膜两侧H+质子电化学梯度的建立:
(1)水的光解,释放4个H+
(2)Cytbf复合物具有质子泵的作用,当P680将电子传递给PQ时,则要从基质中摄取4个H+,并全被泵入类囊体的腔(3)当电子最后传递给NADP+时,需从基质中摄取两个H+质子将NADP+还原成NADPH,这样又降低了基质中的H+质子的浓度。
26、非循环式电子传递和光合磷酸化的最终产物有ATP、NADPH和O2。
27、C4植物比C3植物光合作用强的原因:
(1)结构原因,PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)对CO2的Km(米氏常数)远小于Rubisico(核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶),所以C4对CO2的亲合力大,低CO2浓度(干旱)下,光合速率更高
(2)生理原因,C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞,改变了CO2/O2比率,改变了Rubisico的作用方向,降低了光呼吸。
28、氧化磷酸化和光合